Environment and Radioactive Waste

Many individuals have gone to the doctor and been ordered to make an X-ray. But have you wondered what waste emerge from this exam? This kind of waste is called radioactive waste and contains a certain type of radioactive material. The radioactive material varies depending on the application. Radioactive waste arises mostly from by-products of nuclear power plants or other applications of nuclear fission, nuclear research and nuclear medicine (IAEA, 2016). There are two categories of waste; The HLW (High-level waste) which came for uranium that is no longer useful at electricity production. They are thermally hot and highly radioactive, which indicates that all managing should be done remotely. HLW decay varies from hours to thousand years. Denotative wastes of this caliber are, Strontium-90 and cesium-137 with half-lives around 30 years and Plutonium-239 which has a half-life of 24,000 years. It is noted that half-life is the time needed for the radioactivity to reduced in half.  There is also the LLW (low-level waste), which are the elements that have been contaminated with radioactive materials or have become radioactive through exposure to neutron radiation. This kind of waste is typically stored on-site until it has decayed away and treated as ordinary waste or transported to a nuclear waste disposal site (NRC, 2015).   

Picture 1. Managing LLW at Ansto

Why then do we use nuclear energy? Energy needs are increasing and nuclear power plants have one of the most antagonizing markets, with one of the lowest operating expenses (eia, 2017). Furthermore, many life cycle analysis studies indicate that on average, a nuclear power plant provides electricity with a carbon footprint equals 65 g CO₂ eq/kWh, which is really low. Imagine that solar photovoltaic has on average 90 g CO₂ eq/kWh (Lenzen, 2008).  

Insofar, a brief talk has been deployed on radioactive waste.  But what are the major concerns and how it is connected with the environment? The first issue has been raised years ago when nuclear waste have been transported to developing countries. It was a major environmental injustice which after the Basil Convention (CORE), tends to stop. In this convention, it is said that every country should manage its own waste. A great example. is Australia which manages all of its waste inside the country (Ansto, 2011).  And lastly, the second issue is, how the public health and the environment will be affected by a possible nuclear accident.  Data from the recent accident at Fukushima will be presented. From this incident, it is detected Cesium at the island of Hawaii which means that mitigation can occur relatively easy (McKenzie and Dulai, 2017) but the radiation dosage was kept at a minimum and some increase in thyroid cancer incidents may be overdiagnosed (Boice, 2017). So, be careful of your supportiveness at nuclear energy! 

References

Ansto. (2011). Management of Radioactive Waste in Australia. Retrieved 01/ 03/ 2018, from: http://www.ansto.gov.au/__data/assets/pdf_file/0020/46172/Management_of_Radioactive_Waste_in_Australia_v2.pdf

Boice D.J. (2017). Chapter 3 – From Chernobyl to Fukushima and Beyond—A Focus on Thyroid Cancer. Thyroid Cancer and Nuclear Accidents: Long-Term Aftereffects of Chernobyl and Fukushima, p. 21-32.

eia- Energy information administration. (2017). Electric Power Annual 2016. Retrieved 01/ 03/ 2018, from: https://www.eia.gov/electricity/annual/pdf/epa.pdf

IAEA- International Atomic Energy Agency. (2016). Waste technology. Retrieved 01/ 03/ 2018, from: https://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/Technical-Areas/WTS/home.html

Lenzen M. (2008). Life cycle energy and greenhouse gas emissions of nuclear energy: A review. Energy Conversion and Management, p. 2178-2199.

McKenzie T, Dulai H. (2017). Fukushima-derived radiocesium fallout in Hawaiian soils. Journal of Environmental Radioactivity, p. 106-113.

NRC- Nuclear Regulatory Commission. (2015). Backgrounder on Radioactive Waste. Retrieved 01/ 03/ 2018, from: https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/radwaste.html

The environmental effect of Christmas trees

It is commonplace, in the Christian world to celebrate Christmas by decorating the tree. It can be easily understood that cutting trees can lead to serious environmental effects. This situation can be worse when anarchy tree cutting takes place. In the US, as a counter measure, a cutting permit is granted. According to with the USDA (United States Department of Agriculture) one permit equals one tree and costs around 5 US dollars (USDA, 2017). One more way to provide a tree for Christmas is from a Christmas tree cultivation farm. 

Picture 1. Tree farm in Bath, Pennsylvania (Petree, 2016)

These farms except for the tree provision, serve as amusement centers, providing activities such as choose-and-cut-your-own tree or you-choose-and-they-cut, as well as wagon and sleigh rides. These farms are mostly spread in the US, but other countries started to follow these footsteps like Greece and South Africa. Insofar, there are two ways to get a natural tree; from the wild and from a tree farm. 

How about the artificial ones? Is it more ecofriendly to buy an artificial Christmas tree than to cut down a natural one? The NCTA (national Christmas Tree Association) support the natural Christmas tree, as the most ecofriendly alternative. It is stated that these farms help to stabilize the soil, protect water reservoirs, provide a wildlife ecosystem and reduce the CO₂  levels (NCTA, 2018). However, this opinion is somewhat, biased. 

References

Dousset S, Chauvin C, Durlet P, Thevenot M. (2004). Transfer of hexazinone and glyphosate through undisturbed soil columns in soils under Christmas tree cultivation. Chemosphere, p. 265-272.

Elipsos. (2012). Life Cycle Assessment (LCA) of Christmas trees. Retrieved 01/ 02/ 201To reach a scientific result, LCA (Life Cycle Analysis) must be implemented. An independent LCA (life cycle analysis) study released by the Montreal firm Ellipsos, indicated that real trees have less overall environmental impact, and in general, an artificial tree needed to be reused for at least 20 years to overcome the natural tree usage (Ellipsos, 2012). Nonetheless, PE Americas, stated that the carbon footprint of a natural tree varies from -3.13 to 5.12 kg of CO₂ equivalent and artificial ones emit 18.6 kg CO₂. These results indicate the strong influence that end of life management has (PE Americas, 2010). However, many fertilizers and pesticides are used in this kind of farms. Leaving, fertilizers aside (which often lead to eutrophication) Hexazinone and glyphosate are the most common herbicide that been used. The Hexazinone have the ability to leach into the soil columns and therefore be a potential risk of groundwater contamination (Dousset et al., 2004). On the other hand, the exponential increase in glyphosate use and its slow decomposition, have let to the accumulation of this substance in many organisms, humans included. There is a large proportion of people detected with glyphosate in their urine; Even though the concentration is low, it has become worrisome (Van Bruggen et al., 2018; Niemann et al., 2015). 

In spite that, Christmas trees can not carry all the burden for the glyphosate accumulation, but further study is required. So be carefull with your pick!    

8, from:  http://ellipsos.ca/lca-christmas-tree-natural-vs-artificial/

NCTA. (2018). Experts Agree. Real Christmas Trees Are a Benefit to the Environment. Retrieved 01 /02/ 2018, from:  http://www.realchristmastrees.org/dnn/Education/Environmental-Benefits-2

Niemann L., Sieke C., Pfeil R., Solecki R. . (2015). A critical review of glyphosate findings in human urine samples and comparison with the exposure of operators and consumers. Journal fur Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, p. 3-12.

PE Americas. (2010). Comparative Life Cycle Assessment of an  Artificial Christmas Tree and a Natural Christmas Tree  . Retrieved 02/ 01/ 2018, from:  https://8nht63gnxqz2c2hp22a6qjv6-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/08/ACTA-Christmas-Tree-LCA-Final-Report-November-2010.pdf

Petree J. (2016) The Seven-Year Pest Control Battle for Christmas Tree Crops, FarmingMag.

USDA. (2017). Cutting your Christmas Tree. Deschutes National Forest. Retrieved 01/ 02/ 2018, from: https://www.fs.usda.gov/detail/deschutes/passes-permits/forestproducts/?cid=fsbdev3_035887

Van BruggenA.H.C., He M.M., ShinK., MaiV., JeongK.C., FinckhM.R., MorrisJ.G.Jr. (2018). Environmental and health effects of the herbicide glyphosate. Science of The Total Environment, p. 255-68.

Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των Χριστουγεννιάτικων δέντρων

Στο χριστιανικό κόσμο είναι ευρέως  γνωστό, ότι ο εορτασμός των Χριστουγέννων γίνεται στολίζοντας το δέντρο. Είναι ευκόλως κατανοητό, ότι η υλοτόμηση τόσων δέντρων μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή επίδραση στο περιβάλλον. Η κατάσταση μπορεί να γίνει ακόμα χειρότερη εάν υποτεθεί ότι η υλοτόμηση γίνεται άναρχα. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, σαν μέτρο αντιμετώπισης, χρησιμοποιούνται άδειες υλοτόμησης. Σύμφωνα με το τμήμα γεωπονίας των ΗΠΑ (USDA), μία άδεια ισοδυναμεί με ένα δέντρο και κοστίζει περίπου 5 αμερικάνικα δολάρια (USDA, 2017). Ένας ακόμα τρόπος απόκτησης χριστουγεννιάτικου δέντρου είναι μέσω των καλλιεργειών χριστουγεννιάτικων δέντρων. 

      Εικόνα 1. Καλλιέργεια δέντρων στο Μπάθ της Πενσυλβάνια (Petree , 2016)

Αυτές οι καλλιέργειες εκτός από την προμήθεια δέντρων, λειτουργούν και ως ψυχαγωγικά κέντρα, προφέροντας δραστηριότητες, όπως την επιλογή και κοπή δέντρων από σένα ή από άλλους καθώς και βόλτα με βαγόνι ή έλκηθρο. Οι φάρμες αυτές είναι διαδεδομένες στις ΗΠΑ και ακολούθησαν και άλλες χώρες, όπως η Ελλάδα και η Νότια Αφρική. Μέχρι τώρα έχουν αναλυθεί οι τρόποι απόκτησης φυσικού δέντρου, που είναι από την άγρια φύση ή τις καλλιέργειες. 

Εάν, όμως, το δέντρο είναι τεχνητό; Είναι πιο οικολογικό να αγοράσεις ένα τεχνητό δέντρο ή να κόψεις ένα; Η ένωση Χριστουγεννιάτικων δέντρων των ΗΠΑ (NCTA) υποστηρίζουν ότι ένα φυσικό χριστουγεννιάτικο δέντρο είναι η πιο φιλοπεριβαλλοντική εναλλακτική, αφού βοηθούν στην εδαφική σταθερότητα, προφυλάσσουν τα υδατικά αποθέματα, προσφέρουν ένα οικοσύστημα άγριας ζωής και μειώνουν τα επίπεδα CO₂ (NCTA, 2018). Ωστόσο, αυτή η άποψη είναι σχετικά βεβιασμένη. 

Για να φτάσουμε σε ένα επιστημονικό αποτέλεσμα, πρέπει να εφαρμοστεί ΑΚΖ (Ανάλυση Κύκλου Ζωής). Μια ανεξάρτητη μελέτη ΑΚΖ, που εκπονήθηκε από την Elipsos, μια εταιρεία στο Μόντρεαλ, έδειξε ότι τα πραγματικά δέντρα έχουν συνολικά μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα και ότι γενικά ένα τεχνητό δέντρο θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τουλάχιστον 20 χρόνια για να ξεπεράσει την χρήση του φυσικού (Elipsos, 2012). Παρόλα αυτά, η PE Americas, δήλωσε πως το ανθρακικό αποτύπωμα ενός φυσικού δέντρου κυμαίνεται από το -3.13 έως 5.12 kg ισοδύναμου CO₂ , ενώ τα τεχνητά εκπέμπουν 18.6 kg CO₂.Αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν την ισχυρή επίδραση που έχει η διαχείριση στο τέλος της ζωής τους (PE Americas, 2010). Όμως, πολλών ειδών φυτοφάρμακα και λιπάσματα χρησιμοποιούνται για αυτού του είδους τις καλλιέργειες. Αφήνοντας τα λιπάσματα, που ούτως ή άλλως συμβάλλουν στον ευτροφισμό, η εξαζινόνη και η γλυφωσάτη είναι τα πιο κοινά φυτοφάρμακα που εφαρμόζονται. Η εξαζινόνη έχει την ιδιότητα να προσκολλάται, στην εδαφική στήλη και ως εκ τούτου να είναι δυνητικός κίνδυνος για τα υπόγεια ύδατα (Dousset et al., 2004). Από την άλλη, η εκθετική χρήση γλυφωσάτης  σε συνδυασμό με τον μειωμένο ρυθμό αποδόμησης της, έχει οδηγήσει στην συσσώρευση σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου. Υπάρχει ένα μεγάλο ποσοστό ατόμων που ανιχνεύονται με γλυφωσάτη στα ούρα τους. Παρόλο που η συγκέντρωση είναι χαμηλή, έχει γίνει ανησυχητική (Van Bruggen et al., 2018; Niemann et al., 2015). Εντούτοις τα χριστουγεννιάτικα δέντρα δεν μπορούν να φέρουν όλη την ευθύνη για τη συγκέντρωση γλυφωσάτης και επομένως απαιτείται περισσότερη έρευνα.

  Προσοχή στην επιλογή λοιπόν!  

Βιβλιογραφία

Dousset S, Chauvin C, Durlet P, Thevenot M. (2004). Transfer of hexazinone and glyphosate through undisturbed soil columns in soils under Christmas tree cultivation. Chemosphere, σσ. 265-272.

Elipsos. (2012). Life Cycle Assessment (LCA) of Christmas trees. Ανάκτηση 01 02, 2018, από http://ellipsos.ca/lca-christmas-tree-natural-vs-artificial/

NCTA. (2018). Experts Agree. Real Christmas Trees Are a Benefit to the Environment. Ανάκτηση 01 02, 2018, από http://www.realchristmastrees.org/dnn/Education/Environmental-Benefits-2

Niemann L., Sieke C., Pfeil R., Solecki R. (2015). A critical review of glyphosate findings in human urine samples and comparison with the exposure of operators and consumers. Journal fur Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, σσ. 3-12.

PE Americas. (2010). Comparative Life Cycle Assessment of an  Artificial Christmas Tree and a Natural Christmas Tree. Ανάκτηση 02 01, 2018, από https://8nht63gnxqz2c2hp22a6qjv6-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/08/ACTA-Christmas-Tree-LCA-Final-Report-November-2010.pdf

Petree J. (2016) The Seven-Year Pest Control Battle for Christmas Tree Crops, FarmingMag.

USDA. (2017). Cutting your Christmas Tree. Deschutes National Forest. Ανάκτηση 01 02, 2018, από https://www.fs.usda.gov/detail/deschutes/passes-permits/forestproducts/?cid=fsbdev3_035887

Van BruggenA.H.C.,He M.M., ShinK., MaiV., JeongK.C., FinckhM.R., MorrisJ.G.Jr. (2018). Environmental and health effects of the herbicide glyphosate. Science of The Total Environment, σσ. 255-68.